Astronomen ist es gelungen, die Entstehung eines Sonnenflecks im Detail zu beobachten. Sonnenflecken sind die auffälligsten und am längsten bekannten Phänomene kosmischer Magnetfelder. Chinesische Himmelskundler haben sie schon vor über 1000 Jahren beschrieben, und seit der Erfindung des Teleskops vor 400 Jahren durch Galileo Galilei und Johannes Kepler werden sie systematisch beobachtet. Vor gut 100 Jahren entdeckte der Amerikaner George Ellery Hale, dass in einem Sonnenfleck ein kräftiges Magnetfeld herrscht, das 10 000-mal stärker ist als das Erdmagnetfeld. Dieses Magnetfeld behindert den Energienachschub im Fleck, sodass Sonnenflecken kühler und dunkler sind als ihre Umgebung.
Das Innere eines Sonnenflecks wird Umbra, sein Randbereich Penumbra genannt. In der Penumbra bilden sich radiale helle und dunkle Streifen aus. Wie diese Streifen entstehen, haben zum ersten Mal Rolf Schlichenmaier und seine Kollegen vom Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik am deutschen Vakuum-Turm-Teleskop in Teneriffa beobachtet. Sie erspähten am Morgen des 4. Juli 2009 eine Umbra auf der Sonnenscheibe, die über Nacht entstanden war. Sie war von zwei hellen breiten Streifen, sogenannten Lichtbrücken, durchsetzt, zeigte aber noch keine Penumbra. Weil hervorragende Beobachtungsbedingungen herrschten, konnten die Astronomen die Entwicklung der Umbra und ihrer Umgebung viereinhalb Stunden lang verfolgen: Zunächst waren nur wenige penumbrale Streifen sichtbar. Nach und nach wurden die Streifen zahlreicher und die Penumbra gewann an Fläche. Nach vier Stunden umfasste der penumbrale Ring mehr als die Hälfte der Umbra und hatte einen Anteil von 30 Prozent an der Gesamtfläche des Sonnenflecks.
Die Astronomen dokumentierten das Geschehen mit einer Fotoserie aus mehr als 700 einzelnen Bildern. Deren hohe räumliche Auflösung von 0,3 Bogensekunden ist einer adaptiven Optik am Teleskop und neuen Bildrekonstruktionsmethoden zu verdanken, die beide am Kiepenheuer-Institut entwickelt wurden.
